Patron De Radiacion

Instituto Politécnico Nacional.

Escuela superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica.

Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica.

Teoría de Radiadores Electromagnéticos.

Practica #3:

“Patrón de Radiación.”

Integrantes:

Negrete Cortés Violeta Alejandra. 2010302127.

Cruz Juárez Perla Xochitl. 2010301879.

Suarez Rodríguez Axel. 2010301831.

Pacheco Álvarez Gonzalo. 2010301422.

Vázquez Monsiváis Daniel. 2010301851.

García Cruz Lesli Ema. 2010300762.

Grupo:

5CM6.

Prof.:

M en C. Pilar Guadalupe Gutiérrez Moreno.

Fecha de Entrega:

4/Junio/2012.

Calificación:

Practica #3.

Patrón de Radiación.

Objetivo:

Observar por medio de la siguiente configuración el patrón de radiación a diferentes ángulos.

Introducción Teórica:

Diagramas o Patrones de Radiación

Los patrones o diagramas de radiación describen la intensidad relativa del campo radiado en varias direcciones desde la antena a una distancia constante.

El patrón de radiación es también de recepción, porque describe las propiedades de recepción de la antena. El patrón de radiación es tridimensional, pero generalmente las mediciones de los mismos son una porción bi-dimensional del patrón, en el plano horizontal o vertical. Estas mediciones son presentadas en coordenadas rectangulares o en coordenadas polares. La siguiente figura muestra el diagrama de radiación en coordenadas rectangulares de una antena Yagi de diez elementos. El detalle es bueno pero se hace difícil visualizar el comportamiento de la antena en diferentes direcciones.

Figura 4.4: Diagrama de radiación de una antena Yagi en coordenadas rectangulares

En los sistemas de coordenadas polares, los puntos se obtienen por una proyección a lo largo de un eje que rota (radio) en la intersección con uno de varios círculos concéntricos. El siguiente es un diagrama de radiación en coordenadas polares de la misma antena Yagi de diez elementos.

Los sistemas de coordenadas polares pueden dividirse en dos clases: lineales y logarítmicos. En el sistema de coordenadas polares lineal, los círculos concéntricos están uniformemente espaciados y graduados. La retícula resultante puede ser utilizada para preparar un diagrama lineal de la potencia contenida en la señal. Para facilitar la comparación, los círculos concéntricos equiespaciados pueden reemplazarse por círculos ubicados adecuadamente, representando la respuesta en decibeles, con 0 dB correspondiendo al círculo más externo. En este tipo de gráficas los lóbulos menores se suprimen. Los lóbulos con picos menores de 15 dB debajo del lóbulo principal desaparecen por su pequeño tamaño. Esta retícula mejora la presentación de las características de antenas con alta directividad y lóbulos menores pequeños. En un sistema de coordenadas lineales, se puede trazar el voltaje de la señal en lugar de la potencia, En este caso también, se enfatiza la directividad y desenfatizan los lóbulos menores, pero no en el mismo grado que en la retícula lineal de potencia.

Figura 4.5: Diagrama polar lineal de la misma antena Yagi.

En el sistema de coordenadas polares logarítmico, las líneas concéntricas de la retícula son espaciadas periódicamente de acuerdo con el logaritmo de voltaje de la señal. Se pueden usar diferentes valores para la constante logarítmica de periodicidad, y esta elección va a tener un efecto en la apariencia de los diagramas trazados. Generalmente se utiliza la referencia 0 dB para el extremo externo de la gráfica. Con este tipo de retícula, los lóbulos que están 30 o 40 dB por debajo del lóbulo principal aún pueden distinguirse.

El espacio entre los puntos a 0 dB y a -3 dB es mayor que el espacio entre -20 dB y -23 dB, el cual es mayor que el espacio entre -50 dB y -53 dB.

Por lo tanto el espacio corresponde a la significancia relativa de dichos cambios en el desempeño de la antena.

Una escala logarítmica modificada enfatiza la forma del haz mayor mientras comprime los lóbulos laterales de muy bajo nivel (<30 dB) hacia el centro del patrón.

Hay dos tipos de diagramas de radiación: los absolutos y los relativos. Los diagramas de radiación absolutos se presentan en unidades absolutas de potencia o intensidad de campo. Los diagramas de radiación relativos se referencian a unidades relativas de potencia o intensidad de campo. La mayoría de las mediciones de los diagramas de radiación son relativas a la antena isotrópica, y el método de transferencia de ganancia es utilizado para establecer la ganancia absoluta de la antena.

Figura 4.6: Trazado polar logarítmico

El patrón de radiación en la región cercana a la antena no es el mismo que el patrón a largas distancias. El término campo cercano se refiere al patrón del campo que existe cerca de la antena, mientras que el término campo lejano refiere a los diagramas del campo a largas distancias. El campo alejado también es denominado campo de radiación, y generalmente es el que más interesa. Normalmente el punto de interés es la potencia radiada, y por lo tanto los diagramas de la antena son medidos en la región del campo alejado.

Para las medidas necesarias para confeccionar los diagramas es importante elegir una distancia suficientemente grande para estar en el campo lejano, más allá del campo cercano. La distancia mínima depende de las dimensiones de la antena con relación a la longitud de onda. La fórmula aceptada para esta distancia es:

…donde rmin es la distancia mínima desde la antena, d es la dimensión más grande de la antena, y λ es la longitud de onda.

Los parámetros más importantes del diagrama de radiación son los siguientes:

• Dirección de apuntamiento: Es la de máxima radiación. Directividad y Ganancia.

• Lóbulo principal: Es el margen angular en torno a la dirección de máxima radiación. Está comprendido entre dos mínimos relativos.

• Lóbulos secundarios: Son el resto de máximos relativos, de valor inferior al principal.

• Ancho de haz: Es el margen angular de direcciones en las que el diagrama de radiación de un haz toma el valor de la mitad del máximo.

• Relación de lóbulo principal a secundario (SLL): Es el cociente

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